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2015 年度 実績報告書

低金属度ガスのダイナミクスで解明する宇宙初期天体の起源

研究課題

研究課題/領域番号 25287040
研究機関東北大学

研究代表者

大向 一行  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70390622)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード宇宙初期天体 / 星形成 / 巨大ブラックホール
研究実績の概要

(1)微量の重元素を含む環境における種族II星の形成に関して:
これらの形成環境である低金属度の星間ガスの物理状態を解明するため、低金属度ガスを衝撃波が通過した後に熱不安定性により多相媒質が形成される様子の3次元数値シミュレーションを実行した。それにより炭素イオンが冷却剤として重要な状況(比較的金属度が高い、もしくは輻射場が強い)では熱不安定性により二相媒質となるものの、水素分子が主要な冷却剤である重元素が非常に低い状況では熱不安定性は弱くなり、ガスは一相となることが分かった。多相媒質では乱流が長時間維持されるため星形成率が低くなるものと予想される。
(2)宇宙初期における超大質量星の形成可能性について:
超大質量星の形成の条件として、星形成収縮時に水素分子が全く形成されないということが必要と考えられている。昨年度の研究計画でこれに必要な紫外線輻射場の強度を見積もったが、今回は特に水素分子イオンの非平衡準位分布を考慮して再解析した。その結果、輻射場の特徴的な温度が数千度と低い場合にはこの過程を考慮しないと正しい値は得られないものの、宇宙初期において想定される輻射場はより高温であるので、前回得られた値で問題ないことが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画からさほど遅れなく研究が遂行できている。

今後の研究の推進方策

だいたい当初の計画通り研究が遂行出来ているので、計画最終年度となる平成28年度の計画を予定通り遂行して、研究を完成させたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度は関連学会が当初予想していたほど多くはなく、また共同研究のための訪問回数も先方の都合により予想より少なくなった。それにともなう未使用額である。

次年度使用額の使用計画

研究代表者および研究協力者の学会参加および研究打ち合わせ旅費として平成28年度分に合わせて使用する計画である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] INAF - Osservatorio Astronomico di Roma/Universita' degli Studi di Bari/INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri(Italy)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INAF - Osservatorio Astronomico di Roma/Universita' degli Studi di Bari/INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri
  • [国際共同研究] CNRS, Institut d'Astrophysique de Paris(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS, Institut d'Astrophysique de Paris
  • [国際共同研究] The University of Vienna(Austria)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      The University of Vienna
  • [国際共同研究] California Institute of Technology(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      California Institute of Technology
  • [雑誌論文] From the first stars to the first black holes2016

    • 著者名/発表者名
      Valiante, Rosa; Schneider, Raffaella; Volonteri, Marta; Omukai, Kazuyuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 457 ページ: 3356-3371

    • DOI

      10.1093/mnras/stw225

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Supermassive star formation via episodic accretion: protostellar disc instability and radiative feedback efficiency2016

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, Y.; Vorobyov, E. I.; Hosokawa, T.; Yoshida, N.; Omukai, K.; Yorke, H. W.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 459 ページ: 1137-1145

    • DOI

      10.1093/mnras/stw637

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of the H2+ channel in the primordial star formation under strong radiation field and the critical intensity for the supermassive star formation2015

    • 著者名/発表者名
      Sugimura, K.; Coppola, C. M.; Omukai, K.; Galli, D.; Palla, F.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 456 ページ: 270-277

    • DOI

      10.1093/mnras/stv2655

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal Instability and Multi-phase Interstellar Medium in the First Galaxies2015

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Tsuyoshi; Omukai, Kazuyuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 805 ページ: id. 73, 11 pp

    • DOI

      10.1088/0004-637X/805/1/73

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Seed black hole formation via direct collapse2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Omukai
    • 学会等名
      Understanding the growth of the first supermassive black holes, Symposium in EWASS 2015 meeting
    • 発表場所
      University of La Laguna, Tenerife, Spain
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supermassive star formation: embryos of SMBHs?2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Omukai
    • 学会等名
      First stars, galaxies, and black holes: Now and Then
    • 発表場所
      University of Groningen, The Netherlands
    • 年月日
      2015-06-19 – 2015-06-19

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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